被忽视的废弃香烟头产生的塑料垃圾：中国典型地区危害识别案例研究

《Environmental Research》：Neglected Plastic Waste from Discarded Cigarette Butts: A Case Study on Hazards Identification in typical regions in China

废弃烟头作为重要塑料污染物需评估其危害性，研究显示其总毒性物质含量达0.99接近危险废物阈值，其中尼古丁占比75.2%。尽管未达明确危险废物标准，但需加强环境与健康风险管控。

　　

谭泉音|李金辉|刘莉莉|詹坤|史国英

清华大学环境学院，中国北京100084

摘要

废弃烟头（DCBs）是一种普遍存在但监管不足的环境塑料污染物，鉴于中国是全球最大的香烟生产和消费国，对其进行紧急的危害评估十分必要。考虑到各国对废物危害性评估的标准和要求各不相同，我们以中国这一全球主要香烟生产和消费地区为例，对其进行了全面的危害性评估，包括浸出毒性、有毒物质含量和急性毒性等方面的研究。研究结果表明，废弃烟头中的累积有毒物质含量相当于0.99，接近危险废物的阈值1，其中尼古丁占总量的75.2%。虽然这些发现并不能明确将废弃烟头归类为危险废物，但根据其有毒物质含量来看，它们确实具有较高的危险性。鉴于废弃烟头的年产量巨大，必须对其进行严格的环境和健康风险评估，并实施全面的、基于科学的管理措施。

引言

塑料因其优异的性能和较低的成本极大地便利了人们的生活。然而，由于消费量的不断增加，进入环境的塑料废物量也在持续上升（Bachmann等人，2023年；Borrelle等人，2020年；Chen等人，2021年）。据估计，到2015年，全球产生的63亿吨塑料废物中只有9%得到了回收，而大部分（79%）堆积在垃圾填埋场或自然环境中。预计到2050年，将有120亿吨塑料废物进入垃圾填埋场或自然环境（Geyer等人，2017年）。近年来，世界各国和国际社会采取了重要行动来应对塑料污染问题（联合国环境规划署，2023年）。已有超过120个国家实施了禁令和税收等措施来减少塑料废物（经合组织，2022年）。2022年的第五届联合国环境大会通过了一项历史性决议，旨在制定一项具有法律约束力的国际文书以终结塑料污染。随后成立的政府间谈判委员会正在协调努力，力争在2024年前通过该文书（Wang等人，2022年）。

烟头是香烟的末端部分，用于过滤尼古丁、焦油和其他有害物质，从而减少吸烟对人体的危害。其主要材料通常是塑料（或醋酸纤维素）。废弃烟头是一种常见的塑料废物，在塑料污染管理政策中常常被忽视。每年大约有4.5万亿个废弃烟头被丢弃，使其成为全球最常见的垃圾（?niadach等人，2025年），相当于每年63万吨烟草废弃物（Elizabeth A Smith等人，2011年）。这一巨大的环境负担约占全球每年2.6768亿吨塑料废物总量的0.24%（Houssini等人，2025年）。由于废弃烟头体积小，消费者可以轻易地将它们丢弃在街道、城市道路和公共场所（Torkashvand等人，2020年），因此它们在环境中非常普遍。尽管废弃烟头问题普遍存在，但针对这一问题的应对措施仍然有限。此外，我们2021年在中国北方的一个大都市进行的实地研究表明，每公里道路上的废弃烟头数量可高达350个，是同一道路上发现的较大塑料废物（如一次性塑料袋和食品包装）数量的20-40倍。

以往关于废弃烟头处理和管理的研究（Torkashvand和Farzadkia，2019年）主要集中在如何回收或制备高价值产品上。仅有少数研究评估了废弃烟头中使用的塑料的可降解性，并分析了二次微塑料的产生情况。Yang等人（2003年）分析了国产和进口醋酸纤维素烟嘴的可降解性，发现经过25天的生物降解后，二氧化碳的释放量接近于零。国产和进口烟嘴的最终生物降解率分别为22.68%和14.59%，表明烟嘴具有一定的可降解性。然而，醋酸纤维素纤维在生物体内不会分解，并且具有长期毒性，这种毒性会通过食物链累积并造成危害（Truth Initiative，2017年）。Shen等人（2021年）的研究表明，废弃烟头会在短时间内导致环境中微塑料纤维的积累。每天大约有100根长度小于0.2毫米的微塑料纤维从废弃烟头中释放出来。据估计，每年可能有30万吨微塑料纤维从废弃烟头进入水生环境（Shen等人，2021年）。该研究还指出，废弃烟头中的醋酸纤维素具有很强的吸附能力，可能成为有毒物质的载体。

除了产生微塑料外，废弃烟头的危害性主要源于烟雾中的有害物质，这些物质会滞留在烟头材料中。通常，在吸烟过程中，大约2/3到4/5的烟草叶片会被燃烧，产生尼古丁、焦油等多种有害物质，这些物质会被废弃烟头吸收。Novotny等人（2009年）指出，这些污染物来源于烟草种植、香烟加工和消费的各个阶段。此外，每支点燃的香烟会释放约4000种有毒和有害物质，其中一些会残留在废弃烟头中，包括醋酸纤维素和塑料材料（Green等人，2022年）。废弃烟头会向环境中释放多种有害物质，包括致癌的焦油、多环芳烃（PAHs）、甲醛、一氧化碳、氮氧化物、苯、氨、酚、乙醛和吡啶（Kosar等人，2025年）。研究表明，全球范围内每年有约2.9吨ΣPAAs从新丢弃的废弃烟头中释放到环境中（Dobaradaran等人，2022年）。每年还有大量重金属（如镉、铁、砷、镍、铜、锌和锰）从废弃烟头中渗出（Dobaradaran等人，2017年）。其中，汞和铅对沿海水生生物构成潜在的污染风险（Kurmus和Mohajerani，2020年）。废弃烟头还会释放大量的特定PAHs——萘、蒽和芴——对水资源构成威胁（Dobaradaran等人，2019年）。生态风险评估证实，从各种废弃烟头及其残余物中渗出的尼古丁对水生生物（包括鱼类、枝角类动物和大型溞）具有高度危害性（Dobaradaran等人，2024年）。

关于废弃烟头的管理，Rebischung等人（2018年）进行了一项危害性评估研究，认为废弃烟头应被归类为危险废物。Green等人（2014年）强调了废弃烟头中释放的尼古丁对城市水资源的威胁，并建议实施城市水域中尼古丁的监测系统。一些国家和地区已经采取了措施来减少废弃烟头带来的环境危害。例如，美国芝加哥、圣地亚哥等许多地方都禁止在海滩上吸烟（Truth Initiative，2017年）。然而，在中国，尽管是中国最大的香烟生产和消费国，废弃烟头通常与生活垃圾一起收集和处理。虽然中国大陆的省份和城市根据国家政策制定了应对塑料污染的实施计划或行动计划，但关于废弃烟头危害性的研究仍然有限。实际上，针对废弃烟头的更严格法规（特别是将其作为含有有害物质而单独收集和处理的法规）尚未出台。因此，废弃烟头问题在塑料污染控制政策中仍然被忽视，包括北京的相关政策。

因此，我们以中国为例，根据危险废物识别标准对废弃烟头进行了全面的毒性评估。本研究的结果提供了科学依据和建议，以支持中国及其他国家改进塑料废物和废弃烟头管理政策。

样本收集

本研究从中国北方地区的城市和农村地区的各种公共场所手动收集了废弃烟头样本。样本主要从北京和辽宁省的吸烟者手中收集，以确保样本的纯净性。吸烟者吸烟并熄灭火星后，将废弃烟头直接放入样本收集袋中，以避免污染。

废弃烟头的浸出毒性

废弃烟头中的有毒和有害物质主要来源于天然物质或在烟草种植、生长和香烟加工过程中吸附的物质。这些有害物质在燃烧过程中会被废弃烟头的塑料纤维吸收。例如，尼古丁和其他毒素天然存在于烟草叶片中，而土壤和肥料中的金属以及残留的农药和除草剂也可能在植物生长过程中被吸附。

结论

废弃烟头是一种重要的但监管不足的塑料污染物，对其环境危害性的认识还不够充分。我们评估了其浸出毒性、有毒物质的累积含量和急性毒性，以确定废弃烟头是否具有危害性，如果具有危害性，那么是什么类型的危害性。虽然浸出液中含有氰化物和金属（例如1.09 ppm氰化物），但其浓度低于危险废物阈值，介于0.1-0.2%之间。

作者贡献声明

谭泉音：撰写 – 审稿与编辑、可视化、项目管理、资金获取、概念构思。李金辉：监督、项目管理。刘莉莉：验证、资源协调。詹坤：数据整理。史国英：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法论设计、调查实施。

未引用的参考文献

Conradi和Sánchez-Moyano，2022年；Houssini等人，2025年；湖南烟草公司永州分公司，2021b年；Kouhi等人，2025年；中国环境监测院，2007a年；中国环境监测院，2007b年；中国环境监测院，2019年；中国环境监测院，2020年；中国环境监测院，2007年；中国环境监测院SAC，2014年；Smith和Novotny，2011年；Truth Initiative；Wang和Li，2022年。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究工作。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（编号72274105）的支持。